KR0151142B1 - 이동로보트시스템에 있어서 충돌방지장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

이동로보트시스템에 있어서 충돌방지장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 이동로보트시스템의 구성를 표시하는 블록도.

제2도는 각 이동로보트가 주행하는 주행로의 한 예를 표시하는 도.

제3도는 제1도에 있어서 제어국(1)의 구성을 표시하는 블록도.

제4도는 제3도에 있어서 데이터메모리(1e)내에 설정되어 있는 리저브테이블(RVT)을 표시하는 도.

제5도는 표1에 있어서 충돌노오드를 설명하기 위한 설명도.

제6도는 시점충돌노오드를 설명하기 위한 설명도.

제7도는 이동로보트(2)의 구성을 표시하는 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어국 2-1~2-10 : 이동로보트

S1,S2,S3,S4,Sa,Sb : 작업점 1a,2a : CPU(중앙처리장치)

1b,2b : 프로그램메모리 1c : 충돌테이블

1d,2f : 지도 메모리 1e,2c : 데이터메모리

1f,2d : 조작부 1g,2e : 통신장치

2g : 주행제어장치 2h : 암(Arm)제어장치

RVT : 리저브테이블 RV1~RV14 : 기억슬로트(Slot)

Na : 시점노오드 Nb : 종점노오드

Nk,N1 : 시점충돌노오드 Ee,Eg,Ei,Ek,Ep,Eq,Es : 배제영역

본 발명은, 복수의 이동로보트와 이들의 이동로보트를 제어하는 제어국으로 구성되는 이동로보트시스템에 관하여, 특히 이동로보트 상호간의 충돌을 방지하는 충돌방지장치에 관한 것이다.

근년 FA(Factory, Automation)의 발달에 따라, 이 종류의 시스템이 각종 개발되고, 실용화되고 있다.

이 이동로보트시스템에 있어서 제어국은 각 이동로보트에 무선 또는 유선에 의해 행선 및 그 행선에서 행할 작업을 지시한다.

제어국에서 지시를 받은 이동로보트는 지시된 장소에 자동주행해서 도달하고, 그 장소에서 지시된 작업을 행하고, 작업이 종료한 때는 그곳에서 다음의 지시를 기다린다.

그런데 이 종류의 시스템에 있어서는 자동주행하는 로봇 상호의 충돌을 여하히 방지하는 가가 커다란 문제이다. 이때 제1의 주행로를 제1의 이동로보트가 주행하고 있는 경우에 있어서, 이 제1의 주행로에 근접하는 제2의 주행로가 있고, 이 제2의 주행로에 이동로보트가 진입한 경우, 제1의 로보트와 충돌이 일어난다고 하자.

이러한 경우, 충돌을 방지하는데는 제1의 주행로를 제1의 이동로보트가 주행하고 있는때, 타 이동로보트의 제2주행로에의 진입을 금지하는 조치가 필요하다.

그러나 각 이동로보트가 주행할 때 마다 그 주행로 주변의 상태를 조사하고, 충돌의 가능성이 있는 이동로보트의 주행로 진입금지를 행하는 것은 많은 시간이 걸리고, 대단히 곤란하다.

봄 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 된것으로서, 그 목적은 충돌의 가능성이 있는 주행로의 진입금지를 대단히 단시간에 행할수 있는 이동로보트시스템에 있어서 충돌방지장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 복수의 이동로보트와 이들의 이동로보트를 제어하는 제어국으로되고, 각 이동로보트가 주행로에 설치된 노오드를 검출하면서 주행하는 이동로보트시스템에 있어서, 상기 제어국 내에 설치되고, 이동로보트가 통과한때 그 노오드에 타 이동로보트가 있는 경우에 충돌의 우려가 있는 노오드가 주행루트의 부분마다에 기억된 충돌테이블과, 상기 제어국내에 설치되고, 상기 이동로보트에서 주행루트의 연락을 받은 경우에, 상기 충돌테이블에서 동 주행루트에 대응해서 기억된 노오드를 읽어내고, 타 이동로보트의 그 노오드에의 진입을 금지하는 수단 등을 구비하여 이루어진 것이다.

본 발명에 의하면, 충돌테이블 내에 미리 주행로의 각 부에 대응해서 충돌의 우려가 있는 노오드를 기억시켜놓고, 어느 이동로보트의 주행로가 결정된 경우는 충돌테이블 내의 그 주행로에 대응하는 노오드를 읽어내고, 읽어낸 노오드에의 타 이동로보트의 진입을 금지한다.

[실시예]

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 한 실시예에 의한 충돌 방지장치를 적용한 이동로보트시스템에 대해서 설명한다.

제1도는 동 이동로보트시스템의 전체 구성를 표시하는 블록도이다. 이 도에 있어서 1은 제어국, 2-1,2~2-10은 이동로보트이고, 제어국(1)과 각 이동로보트 (2-1,2~2-10)와는 무선에 의해 접속되어 있다.

이동로보트(2)는 미리 정해진 주행로의 바닥면에 붙여진 자기테이프를 따라 이동하도록 되어있고 또한, 주행로에는 적당한 간격을 두고 노오드가 설정되어 있다.

제2도는 주행로의 한 예를 표시하는 도이고, 이 도에 있어서 ① ②----가 노오드이다. 각 노오드에는 각각 바닥면에 노오드 마크가 붙여져 있고, 이동로보트(2)에는, 이 노오드 마크를 검출하는 검출기가 설정되어 있다. 또한, 노오드에는 다음의 3종류가 있다.

(1) 지도진입노오드: 이동로보트(2)가 새로이 주행로에 진입하는 때의 출발점으로 되는 노오드이고, 제2도에 있어서는 ①, ⑤, ⑩, ⑭이다.

(2) 작업노오드: 작업점(S1,S2,S3)이 설정되어 있는 노오드이고, 제2도에 있어서는, ④, ⑪, ⑬이다. 이동로보트가 작업을 행하는 경우는 이 작업노오드에서 일단 정지하고, 계속해서 작업점(S1 또는 S2 또는 S3)까지 나아가 정지해 작업을 행한다.

(3) 통과노오드: 이동로보트가 단순히 통과만 하는 노오드이고, 제2도에 있어서는 상기의 각 노오드 이외의 전체노오드이다.

또한, 이하의 설명에서는 상술한 제2도의 주행로를 예로한다. 제3도는 제어국(1)의 구성을 표시하는 블록도이고, 이 도에 있어서 1a는 CPU(중앙처리장치), 1b는 CPU(1a)에서 사용되는 프로그램이 기억된 프로그램메모리, 1c는 후술하는 충돌테이블이다.

1d는 지도메모리이고, 제2도에서 표시하는 각 노오드 ①~⑭의 (X-Y)좌표, 노오드 종별을 표시하는 데이터, 그 노오드에 접속되어 있는 타노오드의 번호, 그 노오드에 접속되어 있는 각기 다른 노오드까지의 거리등이 기억되어 있다.

1e 데이터기억용 데이터메모리이고, 이 데이터메모리(1e)에는 앞서 제4도에서 표시하는 리저브테이블(RVT)이 설치되어 있다.

이 리저브테이블(RVT)은 루트 ①~⑭에 각각 대응하는 기억슬로트(RV1~RV14, 각1바이트)을 가지고 있다.

1f는 조작부, 1g는 통신장치이고, 이 통신장치(1g)는 CPU(1a)에서 공급되는 데이터를 200~300MHZ의 반송파에 실어서 발신하고, 또한 이동로보트(2-1~2-10)에서 반송파에 실어 송신한 데이터를 수신한다. 여기에서, 충돌테이블(1c)에 대해서 설명한다.

이 충돌테이블(1c)은, 각 이동로보트간의 충돌을 방지하기 위한 테이블이고, 복수의 충돌데이타블럭으로 구성되어 있다.

이 경우, 각 충돌데이타블럭은 주행로에서 접속시킨 인접하는 2개의 노오드에 대응해서 1개의 블록이 형성되어 있다.

예를 들면, 제2도의 주행로의 경우, 노오드조(①, ②),(②, ③),(③, ④),(④, ⑤),(②, ⑥),(⑥, ⑦)----의 각각에 대해 충돌데이타블럭이 형성되어 있다.

표1(a)는 충돌테이블(1c)의 구성을 표시하고, 또한 (b)는 각 충돌데이타블럭의 구성을 표시한다.

다음에 충돌데이타블럭에 대해서 상술한다. 예를들면, 노오드조(②, ③)에 대응하는 충돌데이타블럭에는 노오드 ②에서 노오드③(또는 이반대)으로 이동로보트(2)가 이동할 때 그 노오드에 타 이동로보트가 있으면 충돌할 우려가 있는 노오드변호 및 그러한 노오드의 수가 기입되어 있다.

즉, 충돌데이타블럭에는 표1(B)에서 표시하는 바와같이 다음의 각 데이터가 기입되어있다.

(1) 시점충돌노오드의 번호 및 그 수

제5도에 있어서 Na를 시점노오드, Nb를 종점노오드로 한다. 또한 시점,종점은 2개의 인접하는 노오드의 일방을 시점, 타방을 종점이라고 칭한 것 뿐이다.

시점충돌노오드란, 시점노오드(Na)에 이동노오드(2)가 도착한 경우에 이것과 충돌한 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 구체적으로는 파선으로 표시되는 배제영역(Es)내에 존재하는 노오드 및 그 주위일정범위내의 노오드이다. 여기에서 배제영역(Es)은 예를들면 제6도에서 표시하는 바와같이

(W+2α)×(L=2α)

W: 이동로보트의 횡폭

L: 이동로보트의 길이

α=150㎜

인 크기의 영역이고, 미리 정해져 있다.

또한, 동일도에서 표시하는 노오드(Nk)는 배제영역(Es)내에 있기 때문에 물론 시점충돌노오드이나 배제영역(Es)외의 노오드(N1)도 이동로보트(2)가 일점쇄선의 상태로 된 경우에 그 일부가 배제영역(Es)내에 들어가기 때문에 시점충돌노오드이다. 또한 시점노오드(Na)자신도 시점충돌노오드이다.

이상의 결과 제6도의 예에 있어서는 노오드(Na, Nk, N1)의 번호 및 노오드수(3)이 각각 충돌데이타블럭내에 기입된다.

(2) 종점충돌노오드의 번호및 그 수

종점충돌노오드란, 제5도의 종점노오드(Nb)에 이동로보트(2)가 도착한 경우에 이것과 충돌할 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 구체적으로는, 파선으로 표시되는 배제영역(Ee)내에 존재하는 노오드 및 그 주변 일정범위 내의 노오드이다. 또한 일정범위의 의미는 상기와 같다.

(3) 노오드간 충돌노오드 및 그 수

노오드간 충돌노오드란, 시점노오드(Na)에서 종점노오드(Nb)까지 이동로보트(2)가 이동한 경우에 이것과 충돌할 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 구체적으로는 파선으로 표시되는 배제영역(Ek)내에 존재하는 노오드 및 그 주위일정범위내의 노오드이다.

(4) 역방향 주행충돌노오드 및 그 수

역방향 주행충돌노오드란, 종점에서 시점으로 향해서 주행하는 이동로보트가 시점노오드(Na)를 검출한 시점에서 브레이크를 걸고 정지한 경우에 이 로보트와 충돌할 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 도에서 표시하는 배제영역(Ep)내에 존재하는 노오드 및 그 주위일정범위내의 노오드이다.

(5) 순방향 주행충돌노오드 및 그 수

순방향 주행충돌노오드란, 시점에서 종점으로 향해서 주행하는 이동로보트가 종점노오드(Nb)를 검출한 시점에서 브레이크를 걸고 정지한 경우에 이 로보트과 충돌할 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 도에서 표시하는 배제영역(Eq)내에 존재하는 노오드 및 그 주위일정범위내의 노오드이다.

(6) 시점작업충돌노오드 및 그 수

시점작업충돌노오드란, 제5도의 작업점(Sa)에 이동로보트(2)가 도착한 경우에 이것과 충돌할 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 구체적으로는, 파선으로 표시하는 배제영역(Eg)내에 존재하는 노오드 및 그 주위일정범위내의 노오드이다.

(7) 종점작업충돌노오드 및 그 수

종점작업충돌노오드란, 작업점(Sb)에 이동로보트(2)가 도착한 경우에 이것과 충돌할 우려가 있는 노오드(그 노오드에 이동로보트가 있는 경우)이고, 구체적으로는 파선으로 표시하는 배제영역(Ei)내에 존재하는 노오드 및 그 주위일정범위내의 노오드이다.

또한, 충돌데이터블럭에는, 상기 (1)~(7)의 데이터의 전부가 항시 기억되어 있는 것은 아니다. 예를들면, 시점, 종점 모두 작업점이 없는 경우는 물론 작업점충돌노오드는 기억되어 있지 않다.

다음에, 이동로보트(2)에 대해서 설명한다.

제7도는 이동로보트(2)의 구성을 표시하는 블록도이고, 이 도에 있어서, 2a는 CPU, 2b는 CPU(2a)에서 사용되는 프로그램이 기억된 프로그램메모리, 2c는 데이터 기억용 데이타메모리, 2d는 조작부, 2e는 통신장치, 2f는 제어국(1)내의 지도메모리(1d)와 동일한 데이터가 기억된 지도메모리이다.

또한 2g는 주행제어장치이고, CPU(2a)에서 공급되는 주행데이타(행선데이타, 주행속도데이타등)을 받고, 자기센서에 의해 바닥면의 자기테이프 및 노오드마크를 검출하면서 구동모타를 제어하고, 이동로보트를 목적노오드까지 주행시킨다.

2h는 암제어장치이고, CPU(2a)에서 공급되는 작업프로그램 번호를 받고, 이동로보트가 작업노오드에 도착한 시점에서 그 번호의 작업프로그램을 내부의 메모리에서 읽어내고, 읽어낸 프로그램에 의해 로보트암(도시생략)을 제어해서 각종의 작업을 행하게 한다.

다음에, 상술한 이동로보트시스템의 동작을 설명한다.

우선, 이동로보트(2)를 제어국(1)의 제어하에 놓는데는 이동로보트(2)을 수동에 의해 지도진입노오드 ①, ⑤, ⑩, ⑭의 어느곳에 이동하고, 이어서 이동로보트(2)의 조작부(2d)에서 그 노오드의 번호을 입력하고, 그리하여 자동모타로 변환시킨다.

노오드번호가 입력되면, CPU(2a)가 그 번호 및 자신의 로보트번호를 통신장치(2e)을 게재해서 제어국(1)에 보낸다.

제어국(1)은 그 로보트번호 및 노오드번호를 받고, 데이터메모리(1e)내에 기입한다. 이상의 과정에 의해, 제어국(1)은 새로이 진입한 로보트의 번호 및 그 위치를 검지한다.

다음에 예를들면 작업점(S1)에서 행할 작업이 발생한 경우, 제어국(1)은 그 작업점에서 가장 가까운 위치에 있는 이동로보트에 대해서, 작업점(S1)을 표시하는 작업점노오드 및 작업프로그램번호를 송신한다.

이때 노오드 ①에 이동로보트(2-1)가 정지해있고, 제어국(1)이 이 로보트(2-1)에 작업점코오드 및 프로그램번호를 송신하였다고 하자. 이동로보트(2-1)의 CPU(2a)는 수신한 작업점코오드 및 프로그램번호를 데이터메모리(2c)내에 격납하고, 이어서, 작업점(S1)까지의 주행루트탐색을 행한다.

이 루트탐색은 종래부터 공지의 종횡탐색법 등에 의해 행해진다. 그리하여, 이 루트탐색에 의해 ①→②→③→④인 루트가 탐색되었다고 하면, 이어서 CPU(2a)는 지도메모리(2f)내에 기억되어 있는 노오드간 거리에 기준해서,탐색한 루트의 주행거리를 출발점 노오드 ①에서 목적노오드 ④로 향해서 순차적으로 누산하고, 미리 정해져 있는 일정거리 X(제2도참조)를 초과하는 최초의 노오드를 검출한다.

이때, 이 노오드가 ③이라고 하자, 이어서 CPU(2a)는 노오드 ①, ②, ③의 번호 및 루트예약요구코오드를 각각 제어국(1)에 송신한다. 제어국(1)의 CPU(1a)는 이 노오드번호 및 루트예약요구코오드를 받고, 우선, 충돌테이블(1c)내의 노오드조(①, ②)에 대응하는 충돌데이타블럭에서, 시점충돌노오드, 종점충돌노오드, 노오드간 충돌노오드, 순방향주행충돌노오드를 읽어낸다.

다음에 이들의 노오드가 이미 예약되어있는가 아닌가를 리저브테이블(RVT)에 의해 체크한다. 그리하여 예약되어 있지않으면 즉, 리저브테이블(RVT)의 이들의 노오드에 대응하는 기억슬로트(RV1~RV14)내의 데이터가 (0)인 경우는 그들의 기억슬로트에 각각 로보트번호 (1)을 기입한다.

이들에 의해, 루트 ①→②가 예약되게 된다.

다음에 제어국(1)의 CPU(1a)는 상기와 마찬가지로 충돌테이블(1c)내의 노오드조(②, ③)에 대응하는 충돌데이타블럭에서 시점충돌노오드, 종점충돌노오드, 노오드간 충돌노오드, 순방향 주행충돌노오드를 읽어내고, 이들의 노오드가 이미 예약되어 있는가 아닌가를 체크한다.

그리하여, 예약되어 있지않으면, 그들의 노오드에 대응하는 충돌테이블(1c)의 기억슬로트(RV1~ RV14)에 각각 로보트번호(1)을 기입한다. 이에의해, 루트 ②→③이 예약되게 된다.

이렇게 하여 루트 예약이 행하여지면, 이어서 CPU(1a)는, 루트 ①~③의 번호 및 예약완료 노오드를 이동로보트(2-1)에 송신한다.

이동로보트(2-1)은 이들의 노오드번호 및 예약완료코오드를 받고, 우선, 노오드 ②를 향해 주행을 개시한다.

이동로보트(2-1)는 소정시간이 경과하는때마다, 로보트의 현재의 상태(주행중, 대기중, 작업중등) 및 현재위치를 표시하는 데이터를 제어국(1)에 송신한다.

제어국(1)은 이동로보트(2-1)에서 보내져온 현재위치데이터를 항시 체크하고, 이동로보트(2-1)가 노오드 ②를 통과한 시점에서 루트 ①→②의 예약을 해제한다.

즉, 루트 ①→②의 예약시에 리저브테이블(RVT)에 기입한 로보트번호(1)을 (0)으로 바꾼다.

한편, 이동로보트(2-1)은 주행중에 있어서 항시, 현재위치에서 목적노오드로 향하는 거리 X를 초과하는 최초의 노오드를 검출하고, 검출된 노오드가 ④로 된 경우는, 노오드 ③,④의 번호 및 루트예약요구코오드를 각각 제어국(1)에 송신한다.

제어국(1)은 이 노오드번호 및 루트예약요구코오드를 받고, 충돌테이블(1c)내의 노오드조(③, ④)에 대응하는 충돌데이타블럭내의 데이터에 기준해서 노오드 예약을 행한다.

그리하여 노오드 예약이 완료한 경우는 노오드 ③, ④의 번호 및 예약완료 노오드를 이동로보트(2-1)에 송신한다.

이동로보트(2-1)은, 이들의 노오드번호 및 예약완료 코오드를 받고, 노오드 ④까지 주행한다.

이동로보트(2-1)가 노오드 ③을 통과하면, 전술한 경우와 마찬가지로해서, 제어국(1)에 있어서 루트 ②→③의 예악 취소가 행해진다.

그리하여, 노오드 ④에 도달하면, 이어서 횡행(횡방향으로 진행하는것)에 의해 작업점(S1)에 진행한다.

이동로보트(2-1)가 작업점(S1)에 도달하면, 루트 ③→④의 예약취소가 행해진다.

단, 이 경우 종점작업충돌노오드만은 취소가 되지 않는다. 다음에, 상기의 과정에 있어서, 예를들면 노오드 ③까지는 예약이 가능하나, 루트 ③→④의 예약이 가능치않다고 하자.

이러한 것은, 예를들면 노오드 ⑤→④→⑧로 주행하는 이동로보트(2-k)가 앞서 그 루트를 예약하고 있는 경우에 발생한다.

이 경우, 이동로보트(2-1)는 루트 ③을 통과한 시점에서 정지하고, 대기하면서 반복해서 루트예약요구코오드를 제어국(1)에 송신한다.

이동로보트(2-k)가 루트 ④→⑧를 통과하면, 제어국(1)이 루트 ④→⑧의 예약을 해제하고, 이어서 이동로보트(2-1)가 요구하고 있는 루트 ③→④의 예약을 행한다. 이에의해, 이동로보트(2-1)가 진행가능하게 된다.

또한, 루트 ①→②→③의 예약요구에 대해, 루트 ①→②의 예약밖에 할수 없고, 루트 ②→③의 예약이 불가능한 경우, 제어국(1)은 루트 ①→②의 예약완료를 이동로보트(2-1)에 연락한다.

이 경우, 이동로보트(2-1)의 루트 ①→②의 주행을 개시하고 또한 주행중에 있어서 노오드 ③ 이후의 예약요구를 행한다.

이와같이, 이 이동로보트시스템에 있어서는 제어국(1)내에 리저브테이블(RVT)이 설치되어 각 이동로보트(2)는 이 리저브테이블(RVT)에 예약을 행하면서 주행한다.

따라서, 예정주행루트에 타 이동로보트(2)가 있는 경우 혹은 예정주행루트를 타 이동로보트가 앞서 진입하는 것 같은 경우 등에 있어서는 루트예약이 불가능하기 때문에, 주행할수 없고 이 결과 타 이동로보트(2)와 충돌할 우려가 전혀없다.

또한, 상기 실시예는 이동로보트가 바닥면의 자기테이프를 검출하면서 동 테이프를 따라서 주행하는 것이나 이 발명은 이동로보트가 초음파센서에 의해 주위의 정황을 검출하면서 주행하는 것에도 적용할 수가 있다.

또한, 상기 살시예는 이동로보트가 암을 가지고 있으나, 이 발명은 암을 가지지 않고, 단순히 주행만 하는 이동로보트(운반용등)에도 적용할 수가 있다.

이상 설명한 바와같이, 본발명에 의하면, 충돌테이블 내에 미리 주행로의 각부에 대응해서, 충돌의 우려가 있는 노오드를 기억시켜 놓았기 때문에 이동을 개시하려고 하는 로봇의 주행로가 결정된 경우에 타 이동로보트가 진입하면 충돌할 우려가 있는 노오드를 충돌테이블에서 바로 검출할 수가 있고, 이에의해 충돌 가능성이 있는 주행로(노오드)의 진입금지를 대단히 단시간에 행할수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 복수의 이동로보트와, 이들의 이동로보트를 제어하는 제어국과, 상기 이동로보트의 상기 제어국간을 통신하는 통신장치로 되고, 각 이동로보트가 주행로에 설치된 노오드마크를 검출하면서 주행하는 이동로보트시스템에 있어서, 상기 제어국내에 설치되어, 이동로보트가 통과한때 그 노오드에 타 이동로보트가 있는 경우에 충돌할 우려가 있는 노오드가 주행루트의 부분마다에기억된 충돌테이블과, 상기 제어국내에 설치되어, 상기 이동로보트에서 주행루트의 연락을 받은 경우에, 상기 충돌테이블에서 동주행루트에 대응해서 기억된 노오드를 읽어내고, 타 이동로보트의 그 노오드에의 진입을 금지하는 제어수단, 들을 구비하여 이루어지는 이동로보트시스템에 있어서의 충돌방지방법.

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